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[摘 要]依据可持续发展和景观生态学的相关理论,利用GIS技术,在生态适宜性评价的基础上,对富民县哨箐区块低丘缓坡山地建设开发景观生态规划和哨箐区块所在的完整面山进行研究。结果表明:哨箐面山除基本农田、地质灾害禁止建设区外,90%以上的土地资源适宜建设开发或者基本适宜建设开发。哨箐区块低丘缓坡资源具有较大的建设用地开发潜力,适宜性等级以基本适宜和适宜为主。规划哨箐面山包括城镇建设区、林地保护区、生态农业区和工业生态经济区四个功能区块,将区域内居民集中规划到哨箐面山正北方向,沿昆禄公路和螳螂川规划两条生态廊道。规划哨箐区块内包括工业生产区、园区管理区、园区服务配套区、园区配套住宅区和林地保护区5个功能区块,沿昆禄公路方向为主要发展轴,垂直昆禄公路方向为次要发展轴,沿林地保护区规划生态廊道。
[关键词]生态适宜性评价;低丘缓坡;景观生态规划
10. 13939/j. cnki. zgsc. 2016. 04. 156
土地是人类赖以生存的物质基础,具有生产和生态多种功能。从生态适宜性角度,建设开发不宜在山地。但是,对于像云南这样多山的省份,山地面积占全省土地面积94%,平坝仅占6%。随着云南社会经济高速发展,建设占用坝区优质耕地面积越来越大,对云南粮食安全构成威胁。在此背景下,云南省委省政府提出转变土地利用方式,将城镇(或城镇组团)和工业园区尽量布局在基础设施条件较好的低丘缓坡山地,以保护坝区优质耕地。然而,山地生态脆弱性需要在生态安全和做好生态规划的前提下,布局城镇和工业项目。如何开展低丘缓坡山地建设开发的生态规划,是土地规划的新课题。本文以云南省富民县哨箐低丘缓坡建设开发项目区为例,根据景观生态学理论,做了有益的探索。事实上,我国是多山之国,尤其南方省份也面临与云南省类似的困境。因此,本研究对全国低丘缓坡山地建设开发景观生态规划理论研究也有积极意义。
1 研究区概况
云南省富民县哨箐村工业项目区包括哨箐区块、龙洞区块、得乐区块3个区块,各个区块规划的原理、内容和步骤基本是一致,本文只选取哨箐区块为例进行低丘缓坡山地建设开发景观生态规划研究。哨箐区块所在的哨箐面山是一个完整的地貌单元,有着相对完整的生态系统,本研究选取哨箐区块作为研究对象的同时选取哨箐面山作为其载体和支撑,使得研究区域更加完整,研究结果更加严谨。
富民县哨箐区块所在哨箐面山总面积246. 06公顷,位于东经102°27′至102°28′,北纬25°15′至25°16′之间,东至:螳螂川,南至:兴贡村;西至:昆禄公路;北至:河东村。根据全国第二次土地调查2009年统一时点数据统计,哨箐区块总面积75. 85公顷,其中,农用地64. 41公顷,占85. 00%;建设用地10. 79公顷,占14. 15%;其他土地0. 64公顷,占0. 85%。哨箐面山总面积246. 06公顷,其中,农用地211. 74公顷,占86. 05%;建设用地23. 15公顷,占9. 41%;其他土地11. 17公顷,占4. 54%。
研究区距富民县城约3km,靠近干线公路,交通便利。研究区属构造侵蚀地貌类型区,地形起伏变化较大;区内常年多西南风,尤以12月中旬至次年4月下旬为最;区内植被以松栎混交林、人工桉树、杂生乔木及经济林为主,年均收益低。
2 研究方法
本研究在查阅大量文献资料和实地踏勘调查基础上,首先进行景观生态适宜性评价,从生态适宜性角度划分出禁止建设区、适宜建设区、基本适宜建设区、不适宜建设区等类型,并在此基础上依据景观生态学原理规划出各类生态用地区和生态廊道,从生态安全和生态可持续性角度控制低丘缓坡山地建设开发地块的面积、分布、强度,确保低丘缓坡山地建设开发的生态可持续性。
3 生态适宜性评价
3. 1 生态适宜性评价因子选择
影响低丘缓坡山地景观分异和变化的两个基本要素是地形和地表覆盖类型,它们直接控制着山地土壤发育、水文状况分异、水土流失的发生发展,而且还决定着土地利用的空间分布。为较好地进行山地建设开发景观生态规划,本研究综合考虑山地建设开发的生态适宜性和敏感性,在遵循以上指标选择原则的基础上结合研究区的地理区位、自然环境、人文条件等实际特点,结合经济发展、人类需求以及数据收集可得性,选取对哨箐区块和哨箐面山生态适宜性有显著影响作用且能够定量化的评价因子指标(如表1所示)。
表1 评价因子指标表
序号评价指标指标解释
1高程高程是山地建设开发必须考虑的因素之一,在一定程度上影响着山地建设开发的方式和方向,高程是地形地貌中最直观的表现形式,不同的高程上土地利用类型和方式是不同的,直接影响着山地生态系统的稳定性和生态适宜性
2坡度坡度陡缓直接影响土壤侵蚀和山地资源的利用,从而影响到山地生态系统稳定性和生态适宜性,是直接影响区域生态环境的主要因素之一,坡度较大的区域稳定性较差、极易造成各种地质灾害因而其生态适宜性较差;且坡度较大的区域对工程技术的要求也高,随着坡度的加大,施工的难度和建设投资额度都会随之提高
3坡向坡向反映了斜坡所面对的方向。坡向在植被分析、环境评价等领域有重要的意义,对于山地生态有着较大的作用。不同的坡向上太阳辐射和日照长短以及其温度变化是不同的,直接影响植被的生长和分布。且分布的建筑类型、功能区的布置是不同的,需要采取的工程措施也不同。因此坡向对生态适宜性评价是十分重要的指标之一
4土地利用类型土地利用类型集中反映了人类活动对生态环境的干扰程度,是具有特定的时间和空间属性的,不同的土地利用类型对生态环境的影响不同,大致的对生态环境有利的顺序为水域>林地>草地>水田>旱地>未利用地>交通工矿用地
5水土流失表示土壤在水的冲击下,结构破碎和松散,随水流动而散失的情况。水力侵蚀对区域生态环境影响极大,侵蚀程度越大,环境质量越差。相应的区域的生态环境质量越差,其生态适宜性越差 6植被指数(NDVI)植被是抑制侵蚀发生、发展的主要自然因素,植被覆盖率的高低是指示山地水土流失因素中最为活跃的因素。植被覆盖率高的地方不易发生水土流失;反之,则可能水土流失严重。获取研究区域地表植被覆盖状态,对于揭示地表植被变化及植被动态变化趋势,分析、评价区域生态环境具有重要的现实意义
7地质灾害地质灾害是破坏建筑的主要自然力,在地质灾害多发区建设建筑物,不仅对建筑物的防灾标准要求高、建设费用大,而且建设风险也比较大。不良地质灾害强烈发育区和动力地质作用强烈区对城市建设将产生重大影响。在进行建设开发中,通常对于小型地质灾害点且能够进行改良的地区进行修复改良后再进行利用,而对于无法进行修复改良或者没有必要进行改良的地区,则通常避开或者进行林地、草地等生态功能的恢复建设
对于低丘缓坡山地建设开发来说,需要重点考虑避让基本农田、生态林地和地质灾害危险区。低丘缓坡山地建设开发绝不能占用基本农田、生态公益林,不能布局在具有高度危险性的地质灾害多发区。上述三类区域为低丘缓坡山地建设开发的禁止建设区。
本研究的水土流失因子按照《土壤侵蚀分类标准》(SL 190—2007)进行适宜性分级。研究区属西南土石山区,属土壤侵蚀二级类型区,土壤侵蚀模数允许值为500t/km2. a,属轻度侵蚀区。根据云南省水土流失数据,提取出研究区的水土流失图,结合实际情况,研究区共两种类型的水力侵蚀类型:微度水力侵蚀和轻度水力侵蚀。根据研究的需要,在重分类的过程中,将微度水力侵蚀的赋予4分,即其生态适宜性程度为适宜,将轻度水力侵蚀的赋予3分,其生态适宜程度为基本适宜。
本研究的NDVI因子指归一化植被指数,用于检测植被生长状态、植被覆盖度和消除部分辐射误差等。其取值范围在-1~1,负值表示地面覆盖的水、雪等,对可见光反射程度高;0表示有岩石或者裸土;正值表示有植被覆盖,值的大小随植被覆盖度的增大而增大,通常情况下研究区的NDVI有一定的中间阈值。中间阈值以上的为绿色植被覆盖,中间阈值以下的为非绿色植被覆盖。结合富民县哨箐村遥感影像、ArcGIS9. 3和ENVI4. 8软件求得研究区NDVI值。在ArcGIS9. 3中应用extract by mask工具切出哨箐区块和哨箐面山的遥感影像,并经过几何校正、辐射校正等处理。然后将校正后的遥感影像导入ENVI4. 8软件中,对不同的波段(波段3和波段4)进行处理,得到研究区NDVI值为0. 03~0. 57,NDVI值越高,表明区域的植被覆盖度越高,其生态功能性越好,越应该进行保护,其对资源开发的限制性越多,越不适应建设开发;相反,植被覆盖度低的地方表明其对区域的生态功能性越差,对资源开发的限制性越少,资源开发适宜性越强。结合实地GPS打点、实验室作图发现本研究区0. 31是本研究区的中间阈值,0. 31以上表示有绿色植被覆盖,0. 31以下表示非植被覆盖。因此,在NDVI值重分类过程中,本文将其分为5段,分别为0. 03~0. 16、0. 16~0. 23、0. 23~0. 31、0. 31~0. 39和0. 39~0. 57,对应的建设开发生态适宜性程度为:最适宜、适宜、基本适宜、不适宜和最不适宜。
本研究的地质灾害因子指在自然或者人为因素的作用下形成的,对人类生命财产、环境造成破坏的地质作用现象,如滑坡、泥石流、地震火山等。按危害程度和规模大小分为特大型、大型、中型、小型地质灾害四类,灾害等级越大,容易造成的经济损失、自然破坏力越大。国土资源部《地质灾害防治条例》和《地质灾害防治管理办法》规定,在地质灾害点地区进行工程建设应当对其地质灾害危险性进行评估,在较易发生地质灾害的地方采取有效的防护措施或者进行避让。结合研究区的实际情况,地质灾害为小型滑坡和小型冲沟,对自然的破坏力处于最小的一级,实地调查发现研究区中地质灾害点25米范围内是生态环境非常脆弱的地区,极易引发地质灾害,是不能进行建设开发需要通过植树造林等方式恢复生态功能的区域;灾害点25~50米范围内仍然存在一定的地质灾害隐患,实际开发中仍然不能进行工业建设开发;灾害点50~100米范围内基本不存在危险,采取相应的措施进行改造后能够进行建设开发,但开发强度不适宜太大。因此本文将研究区地质灾害分为4级,<25m、25~50m、50~100m、>100m,分别对应禁止建设区、不适宜区、基本适宜区和最适宜区。
结合研究区的实际情况,特殊的因子包括:基本农田保护区和地质灾害点(包括小型冲沟和小型滑坡)。其中基本农田直接划为禁止建设区,不参与评价。地质灾害点在一定范围内禁止建设不参与评价,其余区域参与生态适宜性评价。通过实地GPS打点、测量并结合已有文献对小型地质灾害的破坏性的描述,本文将地质灾害点缓冲区25米的区域划为禁止建设区,不参与评价,即地质灾害点25米范围内不能进行建设开发。
在其他生态因子的选择过程中遵循因子的可计量性、主导性和代表性原则,选取对山地开发具有重要影响作用的高程、坡度、坡向、土地利用类型、地质灾害、水土流失、NDVI共7个生态因子作为评价指标(见表2)。
为了较好地反映区域土地生态环境变化的特点及适宜程度,根据各因子对土地生态适宜性的影响程度,本文利用德尔菲法,采用定量与定性相结合的方法,对评价单因子进行量化和分级,以便进行各个因子的综合运算和叠加。在实地调查综合对比的基础上,将单因子生态适宜性分为5个等级,即最适宜、适宜、 基本适宜、不适宜和最不适宜,用5、4、3、2、1分表明对规划区建设的适宜程度。用0表示禁止建设区。分值越高则该土地生态适宜度越高,对生态建设开发的限制性因素越少,即山地建设开发适宜性越强,越适宜进行建设开发。
3. 2 指标权重的确定
土地生态适宜性评价过程中,因为评价目的和评价目标的不同,对各评价因子的重视程度也不同,这种重视程度体现在评价指标体系中各评价因子所对应的权重上面。为使本文指标权重的确定避免过于主观性、不确定性,且既能够反映哨箐区块的特征又能够体现研究者的主观信息以及政府政策性的倾向问题。本文采用德尔斐法和成对明智比较法相结合来确定指标权重。其主要步骤为:①对待评价的n个变量构造比较矩阵,分别进行成对比较;②对每一组变量进行纵向权重标准化;③进行横向权重标准化;④对第二步的结果横向求和除以变量个数得到权重。通过以上权重确定方法的使用,本文得到相对客观的权重(见表2)。用一致性检验得到CR=0. 06<0. 1,所得权重是客观的。 表2 各因子的适宜度等级和权重分配表
评价指标[]评价标准[]分值[]适宜性程度[]权重
高程[]1700m~1736m1736m~1772m1772m~1808m1808m~1844m1844m~1880m[]54321[]最适宜适宜基本适宜不适宜最不适宜[]0. 06续 表
评价指标[]评价标准[]分值[]适宜性程度[]权重
坡度[]0°~8°8°~15°15°~25°25°~35°>35°[]54321[]最适宜适宜基本适宜不适宜最不适宜[]0. 22
坡向[]-1°135°~225°90°~135°、225°~270°45°~90°、270°~315°0°~45°、315°~360°[]54321[]最适宜区适宜基本适宜不适宜最不适宜[]0. 08
土地利用类型[]其他土地利用类型园地林地水域、其他耕地基本农田[]53210[]最适宜基本适宜不适宜最不适宜禁止建设区[]0. 20
水土流失[]微度侵蚀轻度侵蚀[]43[]适宜基本适宜[]0. 14
NDVI[]0. 03~0. 160. 16~0. 230. 23~0. 310. 31~0. 390. 39~0. 57[]54321[]最适宜适宜基本适宜不适宜最不适宜[]0. 12
地质灾害[]其他地区灾害点缓冲100m灾害点缓冲50m灾害点缓冲25m[]5320[]最适宜基本适宜区不适宜区禁止建设区[]0. 18
3. 3 生态适宜性评价结果
本文在单因子生态适宜性评价基础上,采用多因子加权叠加法对研究区进行生态适宜性综合评价,叠加采用的是GIS栅格图层叠加技术,叠加计算模型为:
S=ni=1WiXi
式中,S为生态适宜性等级分数值,Xi为变量值即单因子的评分值,Wi为单因子的权重值。
整个过程都是在ArcGIS9. 3的平台下,借助GIS的空间分析功能,首先对单因子进行评价,然后对单因子生态适宜性评价指标进行叠加分析。整个研究区综合评价分值为:1. 92~4. 86,研究区生态适宜性均介于不适应和最适宜之间(如图1、2、3、4所示)。在整个评价分值体系中,分值越高,其生态适宜性程度越高,越适合进行山地开发。
图1 哨箐面山综合评价分值
图2 哨箐区块综合评价分值
图3 哨箐面山综合评价分区图
图4 哨箐区块综合评价分区图
3. 4 生态适宜性分区结果
通过研究区综合评价适宜性分区图可以看出,整个研究区中不适宜区和最适宜区的面积较小,占整个研究区的面积不足10%,基本适宜区和适宜区占到了总面积的90%以上。结合实地调查情况和山地开发研究的需要,本文对研究区综合评价适宜性分区情况进行重分类,将适宜区和最适宜区合为一类,整个研究区被重分类为:适宜区、不适宜区和基本适宜区。分区结果如图5、图6所示。
图5 哨箐面山适宜性重分类图
图6 哨箐区块适宜性重分类图
(1)禁止建设区
哨箐面山禁止建设区面积约为25. 56ha,占哨箐面山总面积的10. 53%;哨箐区块禁止建设区面积为2. 12ha,占哨箐区块总面积的2. 86%。区域内禁止建设区主要是地质灾害缓冲25米范围内地区,和基本农田保护区。其中基本农田保护区是为保证粮食安全,不允许建设开发的区块,而地质灾害禁止建设区是基本无植被覆盖,极易引发水土流失、滑坡等地质灾害,不适宜进行建设开发,实际中可以采用植树等方式恢复禁止建设区生态环境。
(2)适宜区
哨箐面山适宜区面积约为80. 94ha,占哨箐面山总面积的22. 34%,哨箐区块中适宜区面积为32. 14公顷,占哨箐区块总面积的43. 43%。适宜区一般为坡度小于15度的区域,无自然植被或者植被覆盖率较低,原有居民地、废弃采用用地、未利用地区及景观差的区域,该区域交通便捷,紧邻昆禄公路,人口相对集中,土地利用强度相对较低,该区域地势相对较为平坦,周围无严重环境污染,主要分布在平坡和阳坡范围内光照时间充足,整个区域对生态系统服务价值较低,从景观生态学的角度看,适宜作进一步的工业用地开发,因整个哨箐区块以及哨箐面山所处的地形地势较复杂,在开发过程中要注意防止水土流失的发生。
(3)基本适宜区
哨箐面山基本适宜区面积约为134. 16ha,占哨箐面山总面积的55. 26%,哨箐区块中适宜区面积为38. 94公顷,占哨箐区块总面积的52. 62%,主要分布在坡度为15~25度。植被覆盖度偏低,以现状园地为主,在整个哨箐区块中连通性较好,主要分布在研究区的中部。区域内生态系统相对稳定,容易受到外界的影响。在开发过程中需要采取一定的工程措施改善该区域的土地条件后才能进行建设开发,如将该区域改造成如梯田一样的一台一台的台地,然后再进行后续的开发并配以相应的保护措施,以防治次生灾害、水土流失的发生。并且要配合环境景观补偿措施,使得部分地块成为维持整个生态系统平衡重要的节点,提高整个区块的生态系统服务功能价值,同时严格控制建设开发的面积。
(4)不适宜区
哨箐面山不适宜区面积约为2. 10ha,占哨箐面山总面积的0. 86%,哨箐区块中不适宜区面积为0. 8公顷,占哨箐区块总面积的1. 08%,主要分布在坡度大于25度,区域内坡度较大、植被覆盖度较高,以林地占多数,从景观生态学的角度看,这类区域的生态系统服务价值较高,对整个生态系统的平衡起着至关重要的作用。通常情况不适宜用于规划建设开发,应该主要以保护为主,维持整个区域生态系统的平衡。
4 景观生态规划
景观生态规划尤其强调对景观进行优化利用,且要与其生态条件相适应和协调,在维持研究区景观生态健康发展的同时获得长期的经济效益和社会效益。综合上文对哨箐区块、哨箐面山生态适宜性评价的结果,结合现阶段“城镇上山、工业上山,保护坝区耕地”的号召以及经济社会发展的需要,本文在实地调查的基础上,结合研究区的具体情况,提出如下景观生态规划目标:一是提高哨箐区块土地资源利用效率,提升区块工业生产能力和服务业能力,满足经济社会发展的需要,为整个哨箐村乃至富民县的可持续发展提供稳定的经济基础;二是要保护和改善哨箐面山的生态环境,以提高和改善哨箐面山生态环境质量为重点,通过绿化设计、生态廊道的建设等手段提高整个研究区内生态系统的气候调节能力,促进哨箐区块建设开发与山地景观的协调一致,创造一个社会经济效益符合山地开发需要并且功能完善、生态稳定和谐的山地景观生态系统。 4. 1 哨箐面山景观生态规划
根据“斑块-廊道-基质”和“集聚间有间析”模式,本文将哨箐面山划分为若干个适宜的生态功能区,以保证其充分发挥各个功能区的功能,构成一个有机协调统一的山地生态系统。在哨箐面山生态适宜性综合评价分区的基础上,根据哨箐面山的自然地理特征、资源分布、景观类型特征以及生态适宜性分区情况等,综合考虑哨箐面山的社会经济发展需要,将哨箐面山划分为:生态农业区、林地保护区、工业生态经济区、城镇建设区共四个功能区块,然后结合整个哨箐面山的地方乡土特色和哨箐区块低丘缓坡山地建设开发的要求,提出基于景观生态学的山地建设开发景观生态分析图。见图7和图8。
图7 哨箐面山景观生态功能分区图
图8 哨箐面山景观生态分析图
4. 1. 1 生态农业区景观生态规划
生态农业区是以服务功能类型为主的区域,这类区域虽然在生态功能上的重要性不及严格保护区,但它们的存在是对严格保护区的有益补充,在国家耕地保护政策之下,严守18亿亩耕地红线,保障国家粮食安全是当今社会必须重视的问题,在这样的背景下保护农业生产区是十分有必要且是非常严格的。
哨箐面山原有的农业用地主要包括分布在中间部分的园地和分布在面山东面的基本农田,哨箐区块内零星分布着一些旱地和水田。其中基本农田浇灌用水主要来源于螳螂川,年产值800元/亩;哨箐区块内农业用水主要依靠人工修筑的坑塘,年产值在600元/亩左右,水田主要种植依靠水资源保障的水稻,旱地主要种植耐旱的植物包括玉米、烟草植物等。园地基本以当地适宜生长的杨梅树、冬桃树和石榴树,年产值在500元/亩左右。整个农业区土地利用效率低下,规划不连续,零星分布在研究区内,用水设施不完善。
根据“集中利用土地,提高土地利用效率,保障粮食生产”的原则,规划将哨箐面山的农业区集中在研究区的东面。这块区域紧邻螳螂川,水热资源丰富,土层较厚、土质较好,土壤肥力中等偏上,适宜发展农业。但因为长期的对土地资源的不合理利用,单纯追求农业产量,对这个区域的农田系统已经造成了强烈的干扰,不适当的农地整理工程措施对土壤性状、生态系统稳定性有一定的负面影响,这些使得土壤中的速效磷、速效钾下降,农田生物栖息地环境退化,而且使农业生态系统抵御灾害能力及适应环境能力下降,才会出现整个农业区年产值较低的情况。因此,在进行生态农业区规划中,十分有必要增加景观生态工程的建设内容,协调农业生产与土地可持续利用的关系。
农田景观生态工程建设应该遵循生态美学原则、土地集约利用,保护集中的农田斑块原则、保持传统文化的继承性原则。本研究结合哨箐面山的地形地貌特点,以及生态农业建设的要求,结合国内外农业景观生态建设的经验,规划建设哨箐面山3类农田景观生态工程,即:①农田用水保障工程;②农田防护生态工程;③生物栖息地保护工程。
(1)农田用水保障工程
加大农业基础设施投入力度和管理水平。加快建设以渠系配套、集雨小水窖等为重点的“五小”水利工程,改善农田灌溉条件。在现有地形条件下修建三个坑塘,坑塘水域的位置最好位于低洼平坦处,一般位于农田中间,用于平常蓄水,保障农业区用水。通过修建沟渠的形式使坑塘水域的水能够引用到农田间,在沟渠的两侧留0. 5~1. 0米宽的以自然植被为主的缓冲绿化带,使哨箐面山农业用水条件和生态环境状况得到较大改善。在非用水时期则将坑塘水域的水蓄满,以备农业生产时节用,这样能够缓解对螳螂川用水压力。
(2)农田防护生态工程
在哨箐面山景观生态规划中,为避免建设开发引起农田生态环境的破坏、次生灾害的发生以及农药化肥等对螳螂川的污染,需要建设农田的防护工程。包括农田坡改梯工程、农田防护林和农田护坡工程等,其中坡改梯工程主要是将基本农田改造成一台一台的梯田,尽可能减少水土流失带走肥料、泥土等,农田防护林和护坡工程主要分布在农田的边界、农田道路两侧和田坎等位置。农田防护林的标准为2~4行,行距在2~3米,因此哨箐区块农田防护林宽度一般不少于5米。区域的边界防护林采用当地最适宜生长的柏树、桉树等树木,树木之间的距离根据具体的树种确定。在农田和防护林之间需要挖一条宽度在0. 4~0. 6米,深度在0. 5米左右的隔离沟,以减少树木根系与农作物争夺土壤肥料。在紧邻昆禄公路和生态工业区的两旁用石块、护坡草等进行护坡,以减少和防止水土流失带走农业区的土壤和肥料,减少次生灾害的发生。
(3)生物栖息地保护工程
生物栖息地保护工程包括农田斑块建设工程(规划农田斑块规整性有利于节约土地,方便耕作)和生物廊道建设工程(包括农田道路建设、田坎沟渠的修建)两个方面。生物栖息地保护工程主要分布在农田道路两侧、农田之间等位置,可以在田间地头建设生物廊道将隔离的斑块与其他斑块或者其他的廊道进行连接,以增强生物的通过性程度和各景观之间的可达性。田间路和生产路面主要以泥土为主,禁止混凝土硬化,沟渠护边应该以石块、泥土为主,必须修建防渗的生态型沟渠,并且农田不应该有孤立的斑块出现。
4. 1. 2 林地保护区景观生态规划
生态林业是指遵循生态经济学和生态规律发展林业,是充分利用当地自然资源促进林业发展,并为人类生存和发展创造最佳状态环境的林业生产体系。在研究区规划中设置林地保护区,有利于保持整个山体生态系统平衡,林地保护区具有涵养水源,调节区域小气候,并提供生态服务功能的价值,它的存在是对区域景观生态的有益补充。
哨箐面山原有的林地分布较散,相互之间连接度不高,主要分布在面山的四周,夹杂着居民地、坑塘水域和旱地,东南方林地连通性稍微较好,但其间也零星的分散着居住用地和基本农田。从景观的生态功能看,相隔的林地调节区域小气候、涵养水源的功能性不强。
近年来,在经济社会发展之下,哨箐面山的林地面积较少,植被的种类趋向单一,林地之间也分散着生产用地。为保持山体整体景观的协调性,规划哨箐面山林地生态保护区在原有的林地基础之上,将山体北面和南面的林地和果园规划在一起,作为林地保护区,以保证生态景观的连续性。规划沿着原有林地轮廓,构建一条生态廊道。在林区内人工种植当地适宜生长的柏树、桉树以及其他的一些树木,幼年树之间的距离在2~3米,保证成年之后的树木之间有一定的间隙地,能够吸收到阳光。 哨箐面山林业景观格局的改变首先需要对原有的斑块进行建设,采用退耕还林等方式,确保林地斑块能够充分发挥其生态功能。将林地间居民地统一搬出,规划到研究区的城镇建设区内,配以相应的基础设施和商业设施,以改善当地居民的日常生活条件和方便度,整理出来的居住用地,在上面种植相应的树木。林地之间园地、分散的居民地统一进行规整种植相应的树木,保证景观的连续性。树木的种类不宜过于单一,最好在3~4种之间最好,并发展成混交林,少发展单一种类的林地,这样能够提高群落的生物多样性与稳定性,从而增强林地的抗干扰能力和抗病虫害能力。在规划林地的同时要采取其他的措施做好林地地力的养护工作,在林地还是裸土地即植被覆盖度较低的时候适当发展毛蔓豆等植被覆盖和适当施肥,并促使林下的灌草生长,以保持水土,保证土地资源的持续性利用。
整个哨箐面山在昆禄公路的一侧,是哨箐面山与外界联系的最主要的方式,且哨箐开发区紧邻昆禄公路,因此十分有必要在昆禄公路两侧构建相应的绿化带,主要作用是防尘隔音,协调公路与周围环境的关系。对昆禄公路两侧的绿化要以引导视线、防尘隔音为目的,树木的选择最好以落叶和常青为主,树与树之间相隔5~8米。公路两旁边坡的绿化,要求覆盖率高,青绿期长,以当地适宜绿化的野生草为宜。在已经被水泥硬化掉的边坡通过在其下种植爬山虎、凌霄等植物,以遮蔽被水泥硬化的构造物,建设构造物的压迫感和粗糙感,增加美化路容的作用。
4. 1. 3 工业生态经济区景观生态规划
工业生态经济区是以生态工业生产功能类型为主的区域,这类区域是实现“工业强县”的重要基础,应在开发的同时,注重生产方式的优化,尽量减少对环境的不利影响。随着信息化、生态化时代的到来,工业区的建设也出现了生态化趋势。景观生态规划将工业生态经济区与其他的功能区统一为一个整体,零排放、零污染是工业园区的理想状态。通过工业区的建设开发能够保障当地经济社会发展的需要,缩短富民县与昆明市的差距,而建设一个生态型工业经济区则是实现经济社会可持续发展的必然选择。
结合哨箐面山的实地情况和生态适宜性综合评价的结果,本文将工业生态经济区规划在研究区的西面,紧邻昆禄公路。区域内分布着林地、交通工矿用地、园地等景观类型,且以园地为主。经过实地调查发现,现有的园地中种植的是杨梅树、东桃树和石榴树,园地是由一位外商人承包并种植的,在“城镇上山、工业上山”政策的影响下,外商已将这块土地转手让与了政府,这个区块中的果树也被大量的砍伐,实地调研看到的只是零星的一些果树,整个园地基本上荒芜。
因地形条件的限制,工业园区的规划受到很大的影响,因当地是一个低丘缓坡地,就不可能向平原一样直接进行建设开发,需要进行的前期工程措施也比较多,综合区域的特征和已有的建设开发经验,进行工业景观规划首先需要的是工业布局、台地的构建;基础设施的完善;生态隔离带的建设。哨箐生态工业区的工业布局集中规划在现有的园地上,因地形条件的限制,工业园区主要的规划方向平行于昆禄公路,且需要将现有的土地构建成台地,然后在台地上进行建设,工业布局的具体情况参照总体规划图。规划建设的工业区海拔分布在1700~1800,区内地形相对比较复杂,分布在0~35度的各个坡度,因此对园地进行前期工程建设,能够方便引进工业企业。台地的修建主要遵循因地制宜的原则,尽量减少工程施工量,将现有的园地规划成一台一台的方格。台地的四周需要进行护坡建设,大部分是采用浆砌护坡、挡墙等进行防护,为减少视觉冲击,遮光防眩,在台地构建以后,可护坡墙下方种植攀援类植物,如爬山虎等,或者在其顶部栽植垂枝藤本植物,以减少水泥护坡墙、挡墙的压迫感和粗糙感。在台地的四周要规划相应的道路,道路两侧可以种植当地适宜生长的草坪,除交通用地外,其他的路面都以石头或者泥土为主,以减少对生物流的阻隔。原有的进入区块的道路在废弃的工矿用地处,结合研究区的实际情况,规划采矿用地处为进入工业园区的入口处,并设立相应的标志。工业生态经济区离富民县城较近,为避免工业企业对城区居民生活产生污染影响,规划在工业区周边建设宽约100米的大气污染防护林带,使工厂产生的大气污染物与人类活动集中区隔离。防护林的树种选择具有抗毒、吸毒、滞尘、消声和杀菌作用的树种,净化二氧化硫等污染物的树木可选用水曲柳、桑树、云杉、臭椿、夹竹桃等。净化大气总悬浮微粒的可选用云杉、刺槐、杨树、柽柳等。
同时,在产业引进时,以引进农副产品、轻纺等轻污染、少污染的项目为主,严禁生态落后、污染严重的企业如:化工、皮革生产等进入。工业区内企业生产过程中的废水,必须集中进行处理,不能够直接进行排放,可以将污水集中到兴贡村那边的污水处理厂进行处理。生产过程中产生的垃圾则集中到垃圾处理厂。工业区内应该采用清洁能源,对燃煤锅炉应采用有效的脱硫除尘措施,尽量降低建设污染物的排放。
4. 1. 4 城镇建设区景观生态规划
城镇建设区是非农业人口集中区、经济发展区。该区的生态环境容易受到人类活动的干扰和影响而破坏原有的生态系统,相应的对城镇建设区最可行的补救措施就是进行城市绿化,对生态系统进行补偿。因此,为避免盲目进行城镇建设,破坏当地生态系统,在规划建设之初就按照景观生态学的原理和方法进行规划,严格配套绿地系统、生活设施等。
在坚持可持续发展的前提下,结合哨箐面山实际的地理位置、地形地貌特征以及生态适宜性综合评价情况,将哨箐面山的城镇建设区规划在面山的正北方向紧邻昆禄公路。在城镇建设区内规划居住用地和配套的商业设施用地,居住用地主要用于安置分散在区块内的居民,规划配套的商业设施是为了方便人们的生活。哨箐面山的生态城镇建设区以组团的形式存在,并进行相应的绿色廊道等的建设。
居住组团和商业组团是人类活动的密集区域,应注意生态环境建设,对日常生活垃圾进行无害化处理,提高生活废水的集中处理率。居住区的房屋以修建小高层(不超过7层)为主,住宅建筑风格体现地域特征,内部空间结构需适应现代化生产生活的需要。商业设施用房屋以1~2层为主,主要是方便人民日常生活。因研究区距离富民县城较近,大型的配套商业设施在居住区内是不需要的。 在居住区内依托林业保护区,构建城镇建设用地内的绿化树木,在居住组团中心、商业组团中心、重要道路交叉位置设置以绿化为主、铺地为辅的各类小游园和广场绿地,广植乔木、辅以灌木和草坪,为居民就近游玩使用,并美化区块景观。依据生态环境保护要求,在居住组团和商业组团四周建设生态防护林即保护绿带,将工业生产与生活安全区隔离开来,并起到协调两者环境景观的作用,此外还能起到缓解城镇建设区由于水泥硬化造成的视觉上的冲击和对区域内生态环境的破坏。
4. 2 哨箐区块景观生态规划
为保持整个研究区生态系统的连续性,在面山景观生态规划提前下,根据“斑块-廊道-基质”模式,结合云南省城镇规划(2012—2030)和昆明市城乡规划管理技术规定(昆明市人民政府令第114号),构建哨箐区块沿原有林地、道路交通的生态廊道、构建区块的主要发展轴和次要发展轴、构建区块的各功能组团,借助新时期“城镇上山、工业上山”的要求,建立起符合哨箐区块实际情况的以工业生产区为中心,以“轴”为骨干的景观格局,整体空间分布形成“点、线、面”相结合协调发展的景观格局状况。
“点”为哨箐区块的各功能组团和绿化节点,其中功能组团为工业生产区、配套住宅区、管理区、配套服务区,绿化节点为哨箐区块内地质灾害禁止建设区域。“轴”包括发展轴和廊道,其中发展轴分为主要发展轴和次要发展轴,规划平行于昆禄公路发展方向为主要发展轴,垂直于昆禄公路发展方向为次要发展轴;廊道是指不同于两侧基质的狭长地带,包括沿林业保护带的生态廊道、规划区内的道路交通以及道路交通两侧带状的树木和草地。根据哨箐区块综合评价和实地调查情况,规划原有的(沿采矿用地入口)进入区块的道路为哨箐区块的入口处。见图9和图10。
图9 哨箐区块景观生态功能分区图
图10 哨箐区块景观生态分析图
4. 2. 1 生态廊道规划
生态廊道通常沿着线状的地形分布,包括河流、公路、渠道等,连接着周围景观中的斑块或者节点,从而提高整体景观连接度。哨箐区块作为完整山体的一部分,紧邻昆禄公路,作为工业建设开发用地,是人类影响强烈的景观,必须与昆禄公路保持一定的距离,构建绿色隔离带。依据原有的景观类型,在哨箐区块功能分区图的基础上,沿分区图中林业保护带构建生态廊道,减少噪声、灰尘等污染,加强山体的协调度与生态循环。其中区块内沿昆禄公路应规划出约30米的植被缓冲区作为生态廊道,主要是结合现有的林地,将林地中间的园地通过人工种植的方式将其连接起来,从而增加景观的连接度,更好地起到维护生物多样性的作用。
4. 2. 2 绿化规划
哨箐区块作为工业建设开发用地,在工业生产过程中,往往会产生各种有害气体和噪声。因此,哨箐区块的绿化除了美化环境、减缓视觉疲劳外,还应起到减轻有害气体的危害、阻隔与吸收噪声等作用。结合哨箐区块实际情况,哨箐区块绿化建设包括工厂绿化、道路绿化、边坡绿化等。
首先工厂绿化,根据哨箐区块引进工厂的性质、规模、生产和使用特点等对绿化的不同功能和要求进行设计。以满足工业生产的隔离噪声、减少灰尘、吸收有害气体、改善生态环境为首要目的,同时兼顾环境美观要求为设计依据。在树种的选择上,以当地适宜生长的柏树、桉树等为主,做到适地适树。在可能的情况下尽可能多增加绿地面积,绿地面积越大,其发挥的绿化功能越强。
道路绿化主要是指道路两侧的绿化建设,既要满足绿化功能,又要满足景观协调和生态效益的需要。由于整个哨箐区块都在一座山上,道路的规划是沿着地形盘旋上升的,很大一部分是设计在边坡上面,因此,道路两旁的绿化要以稳定边坡、引导视线、遮光防线为目的,绿化宽度设计为0. 8米较合适,但也要根据实际地形地势做一定的调整和修改,以保证整体的协调性。树木的选择要选择适宜当地生长环境、栽植易成活生长迅速而健硕的树种。通常情况下边坡分为土质边坡和石质边坡两种。从实际调查情况看,哨箐区块沿昆禄公路边坡和区块内边坡主要为土质,要采取工程措施稳固坡面,同时种植适宜当地生长的耐旱、根系发达、覆盖度好有一定景观效果的草类。
4. 2. 3 禁建区规划
禁建区是为保护生态环境、自然和历史文化环境,满足公共安全、基础设施等方面的需要,在规划中禁止安排城镇、工业开发项目的区域。结合研究区实际情况,哨箐区块内禁止建设区为地质灾害禁止建设区,包括3处小型滑坡和1处小型冲沟,结合哨箐区块实际地形地貌和工业建设开发的相关规定,本文以地质灾害点25米缓冲区作为禁止建设区。从景观生态学的角度出发,禁止建设区一般是不作任何建设开发或者是必须进行整治改造后才能进行绿色建设用途的。从哨箐区块功能分区图中可以看到区块中上方的两处小型滑坡和一处小型冲沟位于哨箐区块工业生产区内,另一处小型滑坡位于管理区内,从整体景观的协调性出发,将区块内地质灾害禁止建设区作为绿化节点,规划为园区中小型的绿色花园、公共绿地等,种植灌木、树木等当地适宜生长的植物,达到防止地质灾害发生、绿化环境、维护生态系统平衡的作用。
4. 3 哨箐面山和哨箐区块景观生态规划联系
本文从哨箐区块和哨箐面山两个范围研究低丘缓坡山地建设开发景观生态规划,通过两个研究范围的景观格局分析、生态适宜性评价,结合面山景观格局现状图得出了哨箐面山的景观生态规划方案,在哨箐面山规划的基础上结合低丘缓坡建设开发的相关规定和哨箐区块的实际情况得出了哨箐区块较详细的景观生态规划方案。
从整体上看,作为完整山体的一部分,哨箐区块的景观生态规划只有在较详细地了解了区块所在的地理位置、低丘缓坡建设开发相关的规定才能够确定区块的规划,而面山的规划分析则是哨箐区块景观生态规划的必经步骤,哨箐面山的规划为哨箐区块的规划提供指导,使规划能够较好地达到山地景观协调的作用。而哨箐区块的规划建设开发又反作用于山体的发展,哨箐区块完整、合理的规划,使整个园区开发融入到山体中,既满足经济建设的需要,又不影响山体的生态系统平衡,建设一个生态稳定、协调发展的山地景观。 因此,本文认为哨箐区块的景观生态规划和哨箐面山的景观生态规划之间存在不可分割的关系,面山的规划是区块规划的基础和先决条件,区块的规划又反作用于整个山体,两个范围的景观规划相互联系,缺一不可,共同建设一个生态系统稳定、可持续发展的山地景观。
5 景观生态规划对生态环境的贡献
(1)景观生态规划是以改善研究区景观结构,加强景观功能,提高研究区环境质量为目标的一项系统工程,主要包括景观资料的收集、景观生态分类和制图、景观生态适宜性分析、景观生态规划与设计、景观生态规划实施和调整等几个阶段,尤其强调研究区景观生态系统完整性和稳定性。本文以生态适宜性分析为基础,从整体上选择适宜哨箐面山和哨箐区块生态适宜性分析的指标,同时哨箐面山作为一个完整的地貌单元,其生态适宜性分析为哨箐区块的景观生态规划提供一定的依据,其分析注重了研究区整体的生态环境效益。
(2)景观生态规划必须综合考虑研究区的特点和生态环境保护的需要,在规划中按照“斑块-廊道-基质”模式,使研究区的绿化节点、生态廊道、基质景观等达到统一和协调的状态,充分利用研究区的自然资源,尽最大可能获得生态环境效益的最大化。本文在哨箐面山和哨箐区块规划时,充分考虑了生态环境保护的要素,在研究区生态适宜性分析的基础上并结合景观生态规划相关理论构建了紧邻昆禄方向的绿色缓冲带、构建地质灾害禁止建设区的绿色生态节点、农田防护生态工程等生态环境保护要素,使研究区景观能够互相连通,有效减少次生灾害和环境污染。
(3)低丘缓坡是丘陵地形的一种小型形式,主要利用坡度小于25°的区域,通常情况其地面崎岖不平,是由连绵不断的低矮山丘组成。因低丘缓坡山地开发利用的土地资源主要坡度在8°~25°,结合云南省地质灾害分布情况,主要分布的是小型滑坡和小型冲沟等地质灾害。利用景观生态学原理对低丘缓坡山地建设开发进行景观生态规划研究,通常情况是对地质灾害点一定范围通过生态措施进行恢复,如植树、植草皮或者构建绿色节点等方式而不进行建设开发,这样能够有效地避免因建设开发引发地质灾害。
(4)景观生态规划最后的一步是景观生态规划实施和调整阶段,主要是将规划的内容落到实地。通过低丘缓坡山地建设开发景观生态规划后,就对研究区的景观规划和布局有一个总体性的认识,在接下来的具体实施阶段能够基于规划进行环境保护措施的设计,如修建蓄水池、建设给排水、污水处理等基础设施,有效地减缓山体的水土流失、减缓开发对山体生态环境的影响。
因此,以景观生态学原理为指导,对低丘缓坡山地建设开发生态适宜性进行详细的分析,按照“斑块-廊道-基质”和“集聚间有间析”的模式,综合考虑研究区自然资源、土地利用现状等特点对低丘缓坡山地建设开发进行景观生态规划,能够有效地减缓山体地质灾害和次生灾害的发生,有利于减小建设开发对山体生态环境的影响。
6 结 论
富民县哨箐区块是云南省低丘缓坡开发的典型区域,整个区块位于完整山体的一部分,在建设开发中不仅要考虑到开发区块的生态适宜性,更要关注建设开发对于整个山体的影响,以寻求一个可持续发展的模式。本研究以ArcGIS9. 3为支撑,充分考虑生态环境的重要性,遵循“生态优先”的原则,将基本农田、地质灾害等区域划为禁建区,利用ArcGIS9. 3空间分析模型,对哨箐区块和哨箐面山进行生态适宜性叠加分析,划分出不同的生态适宜区,在此基础上对哨箐面山进行景观生态分析和景观生态规划,并依据哨箐区块生态适宜性评价结果和哨箐面山景观生态规划情况对哨箐区块进行具体的景观生态规划。文中单因子生态适宜性等级的划分以及指标权重的确定都是需要进一步考虑的问题,以期找到更加合理的评价方法。
本文通过研究景观生态学原理、景观生态规划的一般步骤和方法,对哨箐面山和哨箐区块景观格局现状进行分析,选取生态适宜性评价指标对研究区进行分析,在此基础上对哨箐面山和哨箐区块进行景观生态规划。但本文对低丘缓坡山地建设开发景观生态规划的研究不够全面,仍有很多方面需要进一步研究:
(1)在研究中采用不同时期的高分辨率遥感影像图,从不同的尺度和不同的时段方面对研究区域景观格局动态演变过程进行分析,形成研究成果。
(2)景观生态学是一门涉及面非常广泛的综合学科,由于本人知识尚浅,对景观生态学和景观生态规划的理解还不够深入和透彻,本文在研究中仅浅显地运用了其中的理论和原理指导哨箐面山和哨箐区块的景观生态规划,还有部分内容笔者是直接借鉴了前人的研究成果,以此对低丘缓坡山地建设开发景观生态规划提出了一些粗浅的方法,低丘缓坡山地建设开发景观生态规划的内容有待进一步的深入和充实。
(3)低丘缓坡山地建设开发和景观生态学的结合还处于初步探索研究阶段,有许多细节性的问题有待深入:如何选取生态适宜性评价指标,指标的选择需要从实际的工作、研究区域具体的生态环境等方面做进一步的思考;如何使选取的指标权重更加科学化和合理化,除了采用常用的专家打分法、层次分析法以及本文所使用的成对明智比较法和专家打分法的结合外,是否可以考虑将客观打分法和主观打分法进一步的结合,找到更加合理的指标权重确定的方法;如何全面准确地对低丘缓坡山地资源进行景观生态规划,目前国内对此研究还处于空白阶段,有待进一步的探讨和研究。
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[关键词]生态适宜性评价;低丘缓坡;景观生态规划
10. 13939/j. cnki. zgsc. 2016. 04. 156
土地是人类赖以生存的物质基础,具有生产和生态多种功能。从生态适宜性角度,建设开发不宜在山地。但是,对于像云南这样多山的省份,山地面积占全省土地面积94%,平坝仅占6%。随着云南社会经济高速发展,建设占用坝区优质耕地面积越来越大,对云南粮食安全构成威胁。在此背景下,云南省委省政府提出转变土地利用方式,将城镇(或城镇组团)和工业园区尽量布局在基础设施条件较好的低丘缓坡山地,以保护坝区优质耕地。然而,山地生态脆弱性需要在生态安全和做好生态规划的前提下,布局城镇和工业项目。如何开展低丘缓坡山地建设开发的生态规划,是土地规划的新课题。本文以云南省富民县哨箐低丘缓坡建设开发项目区为例,根据景观生态学理论,做了有益的探索。事实上,我国是多山之国,尤其南方省份也面临与云南省类似的困境。因此,本研究对全国低丘缓坡山地建设开发景观生态规划理论研究也有积极意义。
1 研究区概况
云南省富民县哨箐村工业项目区包括哨箐区块、龙洞区块、得乐区块3个区块,各个区块规划的原理、内容和步骤基本是一致,本文只选取哨箐区块为例进行低丘缓坡山地建设开发景观生态规划研究。哨箐区块所在的哨箐面山是一个完整的地貌单元,有着相对完整的生态系统,本研究选取哨箐区块作为研究对象的同时选取哨箐面山作为其载体和支撑,使得研究区域更加完整,研究结果更加严谨。
富民县哨箐区块所在哨箐面山总面积246. 06公顷,位于东经102°27′至102°28′,北纬25°15′至25°16′之间,东至:螳螂川,南至:兴贡村;西至:昆禄公路;北至:河东村。根据全国第二次土地调查2009年统一时点数据统计,哨箐区块总面积75. 85公顷,其中,农用地64. 41公顷,占85. 00%;建设用地10. 79公顷,占14. 15%;其他土地0. 64公顷,占0. 85%。哨箐面山总面积246. 06公顷,其中,农用地211. 74公顷,占86. 05%;建设用地23. 15公顷,占9. 41%;其他土地11. 17公顷,占4. 54%。
研究区距富民县城约3km,靠近干线公路,交通便利。研究区属构造侵蚀地貌类型区,地形起伏变化较大;区内常年多西南风,尤以12月中旬至次年4月下旬为最;区内植被以松栎混交林、人工桉树、杂生乔木及经济林为主,年均收益低。
2 研究方法
本研究在查阅大量文献资料和实地踏勘调查基础上,首先进行景观生态适宜性评价,从生态适宜性角度划分出禁止建设区、适宜建设区、基本适宜建设区、不适宜建设区等类型,并在此基础上依据景观生态学原理规划出各类生态用地区和生态廊道,从生态安全和生态可持续性角度控制低丘缓坡山地建设开发地块的面积、分布、强度,确保低丘缓坡山地建设开发的生态可持续性。
3 生态适宜性评价
3. 1 生态适宜性评价因子选择
影响低丘缓坡山地景观分异和变化的两个基本要素是地形和地表覆盖类型,它们直接控制着山地土壤发育、水文状况分异、水土流失的发生发展,而且还决定着土地利用的空间分布。为较好地进行山地建设开发景观生态规划,本研究综合考虑山地建设开发的生态适宜性和敏感性,在遵循以上指标选择原则的基础上结合研究区的地理区位、自然环境、人文条件等实际特点,结合经济发展、人类需求以及数据收集可得性,选取对哨箐区块和哨箐面山生态适宜性有显著影响作用且能够定量化的评价因子指标(如表1所示)。
表1 评价因子指标表
序号评价指标指标解释
1高程高程是山地建设开发必须考虑的因素之一,在一定程度上影响着山地建设开发的方式和方向,高程是地形地貌中最直观的表现形式,不同的高程上土地利用类型和方式是不同的,直接影响着山地生态系统的稳定性和生态适宜性
2坡度坡度陡缓直接影响土壤侵蚀和山地资源的利用,从而影响到山地生态系统稳定性和生态适宜性,是直接影响区域生态环境的主要因素之一,坡度较大的区域稳定性较差、极易造成各种地质灾害因而其生态适宜性较差;且坡度较大的区域对工程技术的要求也高,随着坡度的加大,施工的难度和建设投资额度都会随之提高
3坡向坡向反映了斜坡所面对的方向。坡向在植被分析、环境评价等领域有重要的意义,对于山地生态有着较大的作用。不同的坡向上太阳辐射和日照长短以及其温度变化是不同的,直接影响植被的生长和分布。且分布的建筑类型、功能区的布置是不同的,需要采取的工程措施也不同。因此坡向对生态适宜性评价是十分重要的指标之一
4土地利用类型土地利用类型集中反映了人类活动对生态环境的干扰程度,是具有特定的时间和空间属性的,不同的土地利用类型对生态环境的影响不同,大致的对生态环境有利的顺序为水域>林地>草地>水田>旱地>未利用地>交通工矿用地
5水土流失表示土壤在水的冲击下,结构破碎和松散,随水流动而散失的情况。水力侵蚀对区域生态环境影响极大,侵蚀程度越大,环境质量越差。相应的区域的生态环境质量越差,其生态适宜性越差 6植被指数(NDVI)植被是抑制侵蚀发生、发展的主要自然因素,植被覆盖率的高低是指示山地水土流失因素中最为活跃的因素。植被覆盖率高的地方不易发生水土流失;反之,则可能水土流失严重。获取研究区域地表植被覆盖状态,对于揭示地表植被变化及植被动态变化趋势,分析、评价区域生态环境具有重要的现实意义
7地质灾害地质灾害是破坏建筑的主要自然力,在地质灾害多发区建设建筑物,不仅对建筑物的防灾标准要求高、建设费用大,而且建设风险也比较大。不良地质灾害强烈发育区和动力地质作用强烈区对城市建设将产生重大影响。在进行建设开发中,通常对于小型地质灾害点且能够进行改良的地区进行修复改良后再进行利用,而对于无法进行修复改良或者没有必要进行改良的地区,则通常避开或者进行林地、草地等生态功能的恢复建设
对于低丘缓坡山地建设开发来说,需要重点考虑避让基本农田、生态林地和地质灾害危险区。低丘缓坡山地建设开发绝不能占用基本农田、生态公益林,不能布局在具有高度危险性的地质灾害多发区。上述三类区域为低丘缓坡山地建设开发的禁止建设区。
本研究的水土流失因子按照《土壤侵蚀分类标准》(SL 190—2007)进行适宜性分级。研究区属西南土石山区,属土壤侵蚀二级类型区,土壤侵蚀模数允许值为500t/km2. a,属轻度侵蚀区。根据云南省水土流失数据,提取出研究区的水土流失图,结合实际情况,研究区共两种类型的水力侵蚀类型:微度水力侵蚀和轻度水力侵蚀。根据研究的需要,在重分类的过程中,将微度水力侵蚀的赋予4分,即其生态适宜性程度为适宜,将轻度水力侵蚀的赋予3分,其生态适宜程度为基本适宜。
本研究的NDVI因子指归一化植被指数,用于检测植被生长状态、植被覆盖度和消除部分辐射误差等。其取值范围在-1~1,负值表示地面覆盖的水、雪等,对可见光反射程度高;0表示有岩石或者裸土;正值表示有植被覆盖,值的大小随植被覆盖度的增大而增大,通常情况下研究区的NDVI有一定的中间阈值。中间阈值以上的为绿色植被覆盖,中间阈值以下的为非绿色植被覆盖。结合富民县哨箐村遥感影像、ArcGIS9. 3和ENVI4. 8软件求得研究区NDVI值。在ArcGIS9. 3中应用extract by mask工具切出哨箐区块和哨箐面山的遥感影像,并经过几何校正、辐射校正等处理。然后将校正后的遥感影像导入ENVI4. 8软件中,对不同的波段(波段3和波段4)进行处理,得到研究区NDVI值为0. 03~0. 57,NDVI值越高,表明区域的植被覆盖度越高,其生态功能性越好,越应该进行保护,其对资源开发的限制性越多,越不适应建设开发;相反,植被覆盖度低的地方表明其对区域的生态功能性越差,对资源开发的限制性越少,资源开发适宜性越强。结合实地GPS打点、实验室作图发现本研究区0. 31是本研究区的中间阈值,0. 31以上表示有绿色植被覆盖,0. 31以下表示非植被覆盖。因此,在NDVI值重分类过程中,本文将其分为5段,分别为0. 03~0. 16、0. 16~0. 23、0. 23~0. 31、0. 31~0. 39和0. 39~0. 57,对应的建设开发生态适宜性程度为:最适宜、适宜、基本适宜、不适宜和最不适宜。
本研究的地质灾害因子指在自然或者人为因素的作用下形成的,对人类生命财产、环境造成破坏的地质作用现象,如滑坡、泥石流、地震火山等。按危害程度和规模大小分为特大型、大型、中型、小型地质灾害四类,灾害等级越大,容易造成的经济损失、自然破坏力越大。国土资源部《地质灾害防治条例》和《地质灾害防治管理办法》规定,在地质灾害点地区进行工程建设应当对其地质灾害危险性进行评估,在较易发生地质灾害的地方采取有效的防护措施或者进行避让。结合研究区的实际情况,地质灾害为小型滑坡和小型冲沟,对自然的破坏力处于最小的一级,实地调查发现研究区中地质灾害点25米范围内是生态环境非常脆弱的地区,极易引发地质灾害,是不能进行建设开发需要通过植树造林等方式恢复生态功能的区域;灾害点25~50米范围内仍然存在一定的地质灾害隐患,实际开发中仍然不能进行工业建设开发;灾害点50~100米范围内基本不存在危险,采取相应的措施进行改造后能够进行建设开发,但开发强度不适宜太大。因此本文将研究区地质灾害分为4级,<25m、25~50m、50~100m、>100m,分别对应禁止建设区、不适宜区、基本适宜区和最适宜区。
结合研究区的实际情况,特殊的因子包括:基本农田保护区和地质灾害点(包括小型冲沟和小型滑坡)。其中基本农田直接划为禁止建设区,不参与评价。地质灾害点在一定范围内禁止建设不参与评价,其余区域参与生态适宜性评价。通过实地GPS打点、测量并结合已有文献对小型地质灾害的破坏性的描述,本文将地质灾害点缓冲区25米的区域划为禁止建设区,不参与评价,即地质灾害点25米范围内不能进行建设开发。
在其他生态因子的选择过程中遵循因子的可计量性、主导性和代表性原则,选取对山地开发具有重要影响作用的高程、坡度、坡向、土地利用类型、地质灾害、水土流失、NDVI共7个生态因子作为评价指标(见表2)。
为了较好地反映区域土地生态环境变化的特点及适宜程度,根据各因子对土地生态适宜性的影响程度,本文利用德尔菲法,采用定量与定性相结合的方法,对评价单因子进行量化和分级,以便进行各个因子的综合运算和叠加。在实地调查综合对比的基础上,将单因子生态适宜性分为5个等级,即最适宜、适宜、 基本适宜、不适宜和最不适宜,用5、4、3、2、1分表明对规划区建设的适宜程度。用0表示禁止建设区。分值越高则该土地生态适宜度越高,对生态建设开发的限制性因素越少,即山地建设开发适宜性越强,越适宜进行建设开发。
3. 2 指标权重的确定
土地生态适宜性评价过程中,因为评价目的和评价目标的不同,对各评价因子的重视程度也不同,这种重视程度体现在评价指标体系中各评价因子所对应的权重上面。为使本文指标权重的确定避免过于主观性、不确定性,且既能够反映哨箐区块的特征又能够体现研究者的主观信息以及政府政策性的倾向问题。本文采用德尔斐法和成对明智比较法相结合来确定指标权重。其主要步骤为:①对待评价的n个变量构造比较矩阵,分别进行成对比较;②对每一组变量进行纵向权重标准化;③进行横向权重标准化;④对第二步的结果横向求和除以变量个数得到权重。通过以上权重确定方法的使用,本文得到相对客观的权重(见表2)。用一致性检验得到CR=0. 06<0. 1,所得权重是客观的。 表2 各因子的适宜度等级和权重分配表
评价指标[]评价标准[]分值[]适宜性程度[]权重
高程[]1700m~1736m1736m~1772m1772m~1808m1808m~1844m1844m~1880m[]54321[]最适宜适宜基本适宜不适宜最不适宜[]0. 06续 表
评价指标[]评价标准[]分值[]适宜性程度[]权重
坡度[]0°~8°8°~15°15°~25°25°~35°>35°[]54321[]最适宜适宜基本适宜不适宜最不适宜[]0. 22
坡向[]-1°135°~225°90°~135°、225°~270°45°~90°、270°~315°0°~45°、315°~360°[]54321[]最适宜区适宜基本适宜不适宜最不适宜[]0. 08
土地利用类型[]其他土地利用类型园地林地水域、其他耕地基本农田[]53210[]最适宜基本适宜不适宜最不适宜禁止建设区[]0. 20
水土流失[]微度侵蚀轻度侵蚀[]43[]适宜基本适宜[]0. 14
NDVI[]0. 03~0. 160. 16~0. 230. 23~0. 310. 31~0. 390. 39~0. 57[]54321[]最适宜适宜基本适宜不适宜最不适宜[]0. 12
地质灾害[]其他地区灾害点缓冲100m灾害点缓冲50m灾害点缓冲25m[]5320[]最适宜基本适宜区不适宜区禁止建设区[]0. 18
3. 3 生态适宜性评价结果
本文在单因子生态适宜性评价基础上,采用多因子加权叠加法对研究区进行生态适宜性综合评价,叠加采用的是GIS栅格图层叠加技术,叠加计算模型为:
S=ni=1WiXi
式中,S为生态适宜性等级分数值,Xi为变量值即单因子的评分值,Wi为单因子的权重值。
整个过程都是在ArcGIS9. 3的平台下,借助GIS的空间分析功能,首先对单因子进行评价,然后对单因子生态适宜性评价指标进行叠加分析。整个研究区综合评价分值为:1. 92~4. 86,研究区生态适宜性均介于不适应和最适宜之间(如图1、2、3、4所示)。在整个评价分值体系中,分值越高,其生态适宜性程度越高,越适合进行山地开发。
图1 哨箐面山综合评价分值
图2 哨箐区块综合评价分值
图3 哨箐面山综合评价分区图
图4 哨箐区块综合评价分区图
3. 4 生态适宜性分区结果
通过研究区综合评价适宜性分区图可以看出,整个研究区中不适宜区和最适宜区的面积较小,占整个研究区的面积不足10%,基本适宜区和适宜区占到了总面积的90%以上。结合实地调查情况和山地开发研究的需要,本文对研究区综合评价适宜性分区情况进行重分类,将适宜区和最适宜区合为一类,整个研究区被重分类为:适宜区、不适宜区和基本适宜区。分区结果如图5、图6所示。
图5 哨箐面山适宜性重分类图
图6 哨箐区块适宜性重分类图
(1)禁止建设区
哨箐面山禁止建设区面积约为25. 56ha,占哨箐面山总面积的10. 53%;哨箐区块禁止建设区面积为2. 12ha,占哨箐区块总面积的2. 86%。区域内禁止建设区主要是地质灾害缓冲25米范围内地区,和基本农田保护区。其中基本农田保护区是为保证粮食安全,不允许建设开发的区块,而地质灾害禁止建设区是基本无植被覆盖,极易引发水土流失、滑坡等地质灾害,不适宜进行建设开发,实际中可以采用植树等方式恢复禁止建设区生态环境。
(2)适宜区
哨箐面山适宜区面积约为80. 94ha,占哨箐面山总面积的22. 34%,哨箐区块中适宜区面积为32. 14公顷,占哨箐区块总面积的43. 43%。适宜区一般为坡度小于15度的区域,无自然植被或者植被覆盖率较低,原有居民地、废弃采用用地、未利用地区及景观差的区域,该区域交通便捷,紧邻昆禄公路,人口相对集中,土地利用强度相对较低,该区域地势相对较为平坦,周围无严重环境污染,主要分布在平坡和阳坡范围内光照时间充足,整个区域对生态系统服务价值较低,从景观生态学的角度看,适宜作进一步的工业用地开发,因整个哨箐区块以及哨箐面山所处的地形地势较复杂,在开发过程中要注意防止水土流失的发生。
(3)基本适宜区
哨箐面山基本适宜区面积约为134. 16ha,占哨箐面山总面积的55. 26%,哨箐区块中适宜区面积为38. 94公顷,占哨箐区块总面积的52. 62%,主要分布在坡度为15~25度。植被覆盖度偏低,以现状园地为主,在整个哨箐区块中连通性较好,主要分布在研究区的中部。区域内生态系统相对稳定,容易受到外界的影响。在开发过程中需要采取一定的工程措施改善该区域的土地条件后才能进行建设开发,如将该区域改造成如梯田一样的一台一台的台地,然后再进行后续的开发并配以相应的保护措施,以防治次生灾害、水土流失的发生。并且要配合环境景观补偿措施,使得部分地块成为维持整个生态系统平衡重要的节点,提高整个区块的生态系统服务功能价值,同时严格控制建设开发的面积。
(4)不适宜区
哨箐面山不适宜区面积约为2. 10ha,占哨箐面山总面积的0. 86%,哨箐区块中不适宜区面积为0. 8公顷,占哨箐区块总面积的1. 08%,主要分布在坡度大于25度,区域内坡度较大、植被覆盖度较高,以林地占多数,从景观生态学的角度看,这类区域的生态系统服务价值较高,对整个生态系统的平衡起着至关重要的作用。通常情况不适宜用于规划建设开发,应该主要以保护为主,维持整个区域生态系统的平衡。
4 景观生态规划
景观生态规划尤其强调对景观进行优化利用,且要与其生态条件相适应和协调,在维持研究区景观生态健康发展的同时获得长期的经济效益和社会效益。综合上文对哨箐区块、哨箐面山生态适宜性评价的结果,结合现阶段“城镇上山、工业上山,保护坝区耕地”的号召以及经济社会发展的需要,本文在实地调查的基础上,结合研究区的具体情况,提出如下景观生态规划目标:一是提高哨箐区块土地资源利用效率,提升区块工业生产能力和服务业能力,满足经济社会发展的需要,为整个哨箐村乃至富民县的可持续发展提供稳定的经济基础;二是要保护和改善哨箐面山的生态环境,以提高和改善哨箐面山生态环境质量为重点,通过绿化设计、生态廊道的建设等手段提高整个研究区内生态系统的气候调节能力,促进哨箐区块建设开发与山地景观的协调一致,创造一个社会经济效益符合山地开发需要并且功能完善、生态稳定和谐的山地景观生态系统。 4. 1 哨箐面山景观生态规划
根据“斑块-廊道-基质”和“集聚间有间析”模式,本文将哨箐面山划分为若干个适宜的生态功能区,以保证其充分发挥各个功能区的功能,构成一个有机协调统一的山地生态系统。在哨箐面山生态适宜性综合评价分区的基础上,根据哨箐面山的自然地理特征、资源分布、景观类型特征以及生态适宜性分区情况等,综合考虑哨箐面山的社会经济发展需要,将哨箐面山划分为:生态农业区、林地保护区、工业生态经济区、城镇建设区共四个功能区块,然后结合整个哨箐面山的地方乡土特色和哨箐区块低丘缓坡山地建设开发的要求,提出基于景观生态学的山地建设开发景观生态分析图。见图7和图8。
图7 哨箐面山景观生态功能分区图
图8 哨箐面山景观生态分析图
4. 1. 1 生态农业区景观生态规划
生态农业区是以服务功能类型为主的区域,这类区域虽然在生态功能上的重要性不及严格保护区,但它们的存在是对严格保护区的有益补充,在国家耕地保护政策之下,严守18亿亩耕地红线,保障国家粮食安全是当今社会必须重视的问题,在这样的背景下保护农业生产区是十分有必要且是非常严格的。
哨箐面山原有的农业用地主要包括分布在中间部分的园地和分布在面山东面的基本农田,哨箐区块内零星分布着一些旱地和水田。其中基本农田浇灌用水主要来源于螳螂川,年产值800元/亩;哨箐区块内农业用水主要依靠人工修筑的坑塘,年产值在600元/亩左右,水田主要种植依靠水资源保障的水稻,旱地主要种植耐旱的植物包括玉米、烟草植物等。园地基本以当地适宜生长的杨梅树、冬桃树和石榴树,年产值在500元/亩左右。整个农业区土地利用效率低下,规划不连续,零星分布在研究区内,用水设施不完善。
根据“集中利用土地,提高土地利用效率,保障粮食生产”的原则,规划将哨箐面山的农业区集中在研究区的东面。这块区域紧邻螳螂川,水热资源丰富,土层较厚、土质较好,土壤肥力中等偏上,适宜发展农业。但因为长期的对土地资源的不合理利用,单纯追求农业产量,对这个区域的农田系统已经造成了强烈的干扰,不适当的农地整理工程措施对土壤性状、生态系统稳定性有一定的负面影响,这些使得土壤中的速效磷、速效钾下降,农田生物栖息地环境退化,而且使农业生态系统抵御灾害能力及适应环境能力下降,才会出现整个农业区年产值较低的情况。因此,在进行生态农业区规划中,十分有必要增加景观生态工程的建设内容,协调农业生产与土地可持续利用的关系。
农田景观生态工程建设应该遵循生态美学原则、土地集约利用,保护集中的农田斑块原则、保持传统文化的继承性原则。本研究结合哨箐面山的地形地貌特点,以及生态农业建设的要求,结合国内外农业景观生态建设的经验,规划建设哨箐面山3类农田景观生态工程,即:①农田用水保障工程;②农田防护生态工程;③生物栖息地保护工程。
(1)农田用水保障工程
加大农业基础设施投入力度和管理水平。加快建设以渠系配套、集雨小水窖等为重点的“五小”水利工程,改善农田灌溉条件。在现有地形条件下修建三个坑塘,坑塘水域的位置最好位于低洼平坦处,一般位于农田中间,用于平常蓄水,保障农业区用水。通过修建沟渠的形式使坑塘水域的水能够引用到农田间,在沟渠的两侧留0. 5~1. 0米宽的以自然植被为主的缓冲绿化带,使哨箐面山农业用水条件和生态环境状况得到较大改善。在非用水时期则将坑塘水域的水蓄满,以备农业生产时节用,这样能够缓解对螳螂川用水压力。
(2)农田防护生态工程
在哨箐面山景观生态规划中,为避免建设开发引起农田生态环境的破坏、次生灾害的发生以及农药化肥等对螳螂川的污染,需要建设农田的防护工程。包括农田坡改梯工程、农田防护林和农田护坡工程等,其中坡改梯工程主要是将基本农田改造成一台一台的梯田,尽可能减少水土流失带走肥料、泥土等,农田防护林和护坡工程主要分布在农田的边界、农田道路两侧和田坎等位置。农田防护林的标准为2~4行,行距在2~3米,因此哨箐区块农田防护林宽度一般不少于5米。区域的边界防护林采用当地最适宜生长的柏树、桉树等树木,树木之间的距离根据具体的树种确定。在农田和防护林之间需要挖一条宽度在0. 4~0. 6米,深度在0. 5米左右的隔离沟,以减少树木根系与农作物争夺土壤肥料。在紧邻昆禄公路和生态工业区的两旁用石块、护坡草等进行护坡,以减少和防止水土流失带走农业区的土壤和肥料,减少次生灾害的发生。
(3)生物栖息地保护工程
生物栖息地保护工程包括农田斑块建设工程(规划农田斑块规整性有利于节约土地,方便耕作)和生物廊道建设工程(包括农田道路建设、田坎沟渠的修建)两个方面。生物栖息地保护工程主要分布在农田道路两侧、农田之间等位置,可以在田间地头建设生物廊道将隔离的斑块与其他斑块或者其他的廊道进行连接,以增强生物的通过性程度和各景观之间的可达性。田间路和生产路面主要以泥土为主,禁止混凝土硬化,沟渠护边应该以石块、泥土为主,必须修建防渗的生态型沟渠,并且农田不应该有孤立的斑块出现。
4. 1. 2 林地保护区景观生态规划
生态林业是指遵循生态经济学和生态规律发展林业,是充分利用当地自然资源促进林业发展,并为人类生存和发展创造最佳状态环境的林业生产体系。在研究区规划中设置林地保护区,有利于保持整个山体生态系统平衡,林地保护区具有涵养水源,调节区域小气候,并提供生态服务功能的价值,它的存在是对区域景观生态的有益补充。
哨箐面山原有的林地分布较散,相互之间连接度不高,主要分布在面山的四周,夹杂着居民地、坑塘水域和旱地,东南方林地连通性稍微较好,但其间也零星的分散着居住用地和基本农田。从景观的生态功能看,相隔的林地调节区域小气候、涵养水源的功能性不强。
近年来,在经济社会发展之下,哨箐面山的林地面积较少,植被的种类趋向单一,林地之间也分散着生产用地。为保持山体整体景观的协调性,规划哨箐面山林地生态保护区在原有的林地基础之上,将山体北面和南面的林地和果园规划在一起,作为林地保护区,以保证生态景观的连续性。规划沿着原有林地轮廓,构建一条生态廊道。在林区内人工种植当地适宜生长的柏树、桉树以及其他的一些树木,幼年树之间的距离在2~3米,保证成年之后的树木之间有一定的间隙地,能够吸收到阳光。 哨箐面山林业景观格局的改变首先需要对原有的斑块进行建设,采用退耕还林等方式,确保林地斑块能够充分发挥其生态功能。将林地间居民地统一搬出,规划到研究区的城镇建设区内,配以相应的基础设施和商业设施,以改善当地居民的日常生活条件和方便度,整理出来的居住用地,在上面种植相应的树木。林地之间园地、分散的居民地统一进行规整种植相应的树木,保证景观的连续性。树木的种类不宜过于单一,最好在3~4种之间最好,并发展成混交林,少发展单一种类的林地,这样能够提高群落的生物多样性与稳定性,从而增强林地的抗干扰能力和抗病虫害能力。在规划林地的同时要采取其他的措施做好林地地力的养护工作,在林地还是裸土地即植被覆盖度较低的时候适当发展毛蔓豆等植被覆盖和适当施肥,并促使林下的灌草生长,以保持水土,保证土地资源的持续性利用。
整个哨箐面山在昆禄公路的一侧,是哨箐面山与外界联系的最主要的方式,且哨箐开发区紧邻昆禄公路,因此十分有必要在昆禄公路两侧构建相应的绿化带,主要作用是防尘隔音,协调公路与周围环境的关系。对昆禄公路两侧的绿化要以引导视线、防尘隔音为目的,树木的选择最好以落叶和常青为主,树与树之间相隔5~8米。公路两旁边坡的绿化,要求覆盖率高,青绿期长,以当地适宜绿化的野生草为宜。在已经被水泥硬化掉的边坡通过在其下种植爬山虎、凌霄等植物,以遮蔽被水泥硬化的构造物,建设构造物的压迫感和粗糙感,增加美化路容的作用。
4. 1. 3 工业生态经济区景观生态规划
工业生态经济区是以生态工业生产功能类型为主的区域,这类区域是实现“工业强县”的重要基础,应在开发的同时,注重生产方式的优化,尽量减少对环境的不利影响。随着信息化、生态化时代的到来,工业区的建设也出现了生态化趋势。景观生态规划将工业生态经济区与其他的功能区统一为一个整体,零排放、零污染是工业园区的理想状态。通过工业区的建设开发能够保障当地经济社会发展的需要,缩短富民县与昆明市的差距,而建设一个生态型工业经济区则是实现经济社会可持续发展的必然选择。
结合哨箐面山的实地情况和生态适宜性综合评价的结果,本文将工业生态经济区规划在研究区的西面,紧邻昆禄公路。区域内分布着林地、交通工矿用地、园地等景观类型,且以园地为主。经过实地调查发现,现有的园地中种植的是杨梅树、东桃树和石榴树,园地是由一位外商人承包并种植的,在“城镇上山、工业上山”政策的影响下,外商已将这块土地转手让与了政府,这个区块中的果树也被大量的砍伐,实地调研看到的只是零星的一些果树,整个园地基本上荒芜。
因地形条件的限制,工业园区的规划受到很大的影响,因当地是一个低丘缓坡地,就不可能向平原一样直接进行建设开发,需要进行的前期工程措施也比较多,综合区域的特征和已有的建设开发经验,进行工业景观规划首先需要的是工业布局、台地的构建;基础设施的完善;生态隔离带的建设。哨箐生态工业区的工业布局集中规划在现有的园地上,因地形条件的限制,工业园区主要的规划方向平行于昆禄公路,且需要将现有的土地构建成台地,然后在台地上进行建设,工业布局的具体情况参照总体规划图。规划建设的工业区海拔分布在1700~1800,区内地形相对比较复杂,分布在0~35度的各个坡度,因此对园地进行前期工程建设,能够方便引进工业企业。台地的修建主要遵循因地制宜的原则,尽量减少工程施工量,将现有的园地规划成一台一台的方格。台地的四周需要进行护坡建设,大部分是采用浆砌护坡、挡墙等进行防护,为减少视觉冲击,遮光防眩,在台地构建以后,可护坡墙下方种植攀援类植物,如爬山虎等,或者在其顶部栽植垂枝藤本植物,以减少水泥护坡墙、挡墙的压迫感和粗糙感。在台地的四周要规划相应的道路,道路两侧可以种植当地适宜生长的草坪,除交通用地外,其他的路面都以石头或者泥土为主,以减少对生物流的阻隔。原有的进入区块的道路在废弃的工矿用地处,结合研究区的实际情况,规划采矿用地处为进入工业园区的入口处,并设立相应的标志。工业生态经济区离富民县城较近,为避免工业企业对城区居民生活产生污染影响,规划在工业区周边建设宽约100米的大气污染防护林带,使工厂产生的大气污染物与人类活动集中区隔离。防护林的树种选择具有抗毒、吸毒、滞尘、消声和杀菌作用的树种,净化二氧化硫等污染物的树木可选用水曲柳、桑树、云杉、臭椿、夹竹桃等。净化大气总悬浮微粒的可选用云杉、刺槐、杨树、柽柳等。
同时,在产业引进时,以引进农副产品、轻纺等轻污染、少污染的项目为主,严禁生态落后、污染严重的企业如:化工、皮革生产等进入。工业区内企业生产过程中的废水,必须集中进行处理,不能够直接进行排放,可以将污水集中到兴贡村那边的污水处理厂进行处理。生产过程中产生的垃圾则集中到垃圾处理厂。工业区内应该采用清洁能源,对燃煤锅炉应采用有效的脱硫除尘措施,尽量降低建设污染物的排放。
4. 1. 4 城镇建设区景观生态规划
城镇建设区是非农业人口集中区、经济发展区。该区的生态环境容易受到人类活动的干扰和影响而破坏原有的生态系统,相应的对城镇建设区最可行的补救措施就是进行城市绿化,对生态系统进行补偿。因此,为避免盲目进行城镇建设,破坏当地生态系统,在规划建设之初就按照景观生态学的原理和方法进行规划,严格配套绿地系统、生活设施等。
在坚持可持续发展的前提下,结合哨箐面山实际的地理位置、地形地貌特征以及生态适宜性综合评价情况,将哨箐面山的城镇建设区规划在面山的正北方向紧邻昆禄公路。在城镇建设区内规划居住用地和配套的商业设施用地,居住用地主要用于安置分散在区块内的居民,规划配套的商业设施是为了方便人们的生活。哨箐面山的生态城镇建设区以组团的形式存在,并进行相应的绿色廊道等的建设。
居住组团和商业组团是人类活动的密集区域,应注意生态环境建设,对日常生活垃圾进行无害化处理,提高生活废水的集中处理率。居住区的房屋以修建小高层(不超过7层)为主,住宅建筑风格体现地域特征,内部空间结构需适应现代化生产生活的需要。商业设施用房屋以1~2层为主,主要是方便人民日常生活。因研究区距离富民县城较近,大型的配套商业设施在居住区内是不需要的。 在居住区内依托林业保护区,构建城镇建设用地内的绿化树木,在居住组团中心、商业组团中心、重要道路交叉位置设置以绿化为主、铺地为辅的各类小游园和广场绿地,广植乔木、辅以灌木和草坪,为居民就近游玩使用,并美化区块景观。依据生态环境保护要求,在居住组团和商业组团四周建设生态防护林即保护绿带,将工业生产与生活安全区隔离开来,并起到协调两者环境景观的作用,此外还能起到缓解城镇建设区由于水泥硬化造成的视觉上的冲击和对区域内生态环境的破坏。
4. 2 哨箐区块景观生态规划
为保持整个研究区生态系统的连续性,在面山景观生态规划提前下,根据“斑块-廊道-基质”模式,结合云南省城镇规划(2012—2030)和昆明市城乡规划管理技术规定(昆明市人民政府令第114号),构建哨箐区块沿原有林地、道路交通的生态廊道、构建区块的主要发展轴和次要发展轴、构建区块的各功能组团,借助新时期“城镇上山、工业上山”的要求,建立起符合哨箐区块实际情况的以工业生产区为中心,以“轴”为骨干的景观格局,整体空间分布形成“点、线、面”相结合协调发展的景观格局状况。
“点”为哨箐区块的各功能组团和绿化节点,其中功能组团为工业生产区、配套住宅区、管理区、配套服务区,绿化节点为哨箐区块内地质灾害禁止建设区域。“轴”包括发展轴和廊道,其中发展轴分为主要发展轴和次要发展轴,规划平行于昆禄公路发展方向为主要发展轴,垂直于昆禄公路发展方向为次要发展轴;廊道是指不同于两侧基质的狭长地带,包括沿林业保护带的生态廊道、规划区内的道路交通以及道路交通两侧带状的树木和草地。根据哨箐区块综合评价和实地调查情况,规划原有的(沿采矿用地入口)进入区块的道路为哨箐区块的入口处。见图9和图10。
图9 哨箐区块景观生态功能分区图
图10 哨箐区块景观生态分析图
4. 2. 1 生态廊道规划
生态廊道通常沿着线状的地形分布,包括河流、公路、渠道等,连接着周围景观中的斑块或者节点,从而提高整体景观连接度。哨箐区块作为完整山体的一部分,紧邻昆禄公路,作为工业建设开发用地,是人类影响强烈的景观,必须与昆禄公路保持一定的距离,构建绿色隔离带。依据原有的景观类型,在哨箐区块功能分区图的基础上,沿分区图中林业保护带构建生态廊道,减少噪声、灰尘等污染,加强山体的协调度与生态循环。其中区块内沿昆禄公路应规划出约30米的植被缓冲区作为生态廊道,主要是结合现有的林地,将林地中间的园地通过人工种植的方式将其连接起来,从而增加景观的连接度,更好地起到维护生物多样性的作用。
4. 2. 2 绿化规划
哨箐区块作为工业建设开发用地,在工业生产过程中,往往会产生各种有害气体和噪声。因此,哨箐区块的绿化除了美化环境、减缓视觉疲劳外,还应起到减轻有害气体的危害、阻隔与吸收噪声等作用。结合哨箐区块实际情况,哨箐区块绿化建设包括工厂绿化、道路绿化、边坡绿化等。
首先工厂绿化,根据哨箐区块引进工厂的性质、规模、生产和使用特点等对绿化的不同功能和要求进行设计。以满足工业生产的隔离噪声、减少灰尘、吸收有害气体、改善生态环境为首要目的,同时兼顾环境美观要求为设计依据。在树种的选择上,以当地适宜生长的柏树、桉树等为主,做到适地适树。在可能的情况下尽可能多增加绿地面积,绿地面积越大,其发挥的绿化功能越强。
道路绿化主要是指道路两侧的绿化建设,既要满足绿化功能,又要满足景观协调和生态效益的需要。由于整个哨箐区块都在一座山上,道路的规划是沿着地形盘旋上升的,很大一部分是设计在边坡上面,因此,道路两旁的绿化要以稳定边坡、引导视线、遮光防线为目的,绿化宽度设计为0. 8米较合适,但也要根据实际地形地势做一定的调整和修改,以保证整体的协调性。树木的选择要选择适宜当地生长环境、栽植易成活生长迅速而健硕的树种。通常情况下边坡分为土质边坡和石质边坡两种。从实际调查情况看,哨箐区块沿昆禄公路边坡和区块内边坡主要为土质,要采取工程措施稳固坡面,同时种植适宜当地生长的耐旱、根系发达、覆盖度好有一定景观效果的草类。
4. 2. 3 禁建区规划
禁建区是为保护生态环境、自然和历史文化环境,满足公共安全、基础设施等方面的需要,在规划中禁止安排城镇、工业开发项目的区域。结合研究区实际情况,哨箐区块内禁止建设区为地质灾害禁止建设区,包括3处小型滑坡和1处小型冲沟,结合哨箐区块实际地形地貌和工业建设开发的相关规定,本文以地质灾害点25米缓冲区作为禁止建设区。从景观生态学的角度出发,禁止建设区一般是不作任何建设开发或者是必须进行整治改造后才能进行绿色建设用途的。从哨箐区块功能分区图中可以看到区块中上方的两处小型滑坡和一处小型冲沟位于哨箐区块工业生产区内,另一处小型滑坡位于管理区内,从整体景观的协调性出发,将区块内地质灾害禁止建设区作为绿化节点,规划为园区中小型的绿色花园、公共绿地等,种植灌木、树木等当地适宜生长的植物,达到防止地质灾害发生、绿化环境、维护生态系统平衡的作用。
4. 3 哨箐面山和哨箐区块景观生态规划联系
本文从哨箐区块和哨箐面山两个范围研究低丘缓坡山地建设开发景观生态规划,通过两个研究范围的景观格局分析、生态适宜性评价,结合面山景观格局现状图得出了哨箐面山的景观生态规划方案,在哨箐面山规划的基础上结合低丘缓坡建设开发的相关规定和哨箐区块的实际情况得出了哨箐区块较详细的景观生态规划方案。
从整体上看,作为完整山体的一部分,哨箐区块的景观生态规划只有在较详细地了解了区块所在的地理位置、低丘缓坡建设开发相关的规定才能够确定区块的规划,而面山的规划分析则是哨箐区块景观生态规划的必经步骤,哨箐面山的规划为哨箐区块的规划提供指导,使规划能够较好地达到山地景观协调的作用。而哨箐区块的规划建设开发又反作用于山体的发展,哨箐区块完整、合理的规划,使整个园区开发融入到山体中,既满足经济建设的需要,又不影响山体的生态系统平衡,建设一个生态稳定、协调发展的山地景观。 因此,本文认为哨箐区块的景观生态规划和哨箐面山的景观生态规划之间存在不可分割的关系,面山的规划是区块规划的基础和先决条件,区块的规划又反作用于整个山体,两个范围的景观规划相互联系,缺一不可,共同建设一个生态系统稳定、可持续发展的山地景观。
5 景观生态规划对生态环境的贡献
(1)景观生态规划是以改善研究区景观结构,加强景观功能,提高研究区环境质量为目标的一项系统工程,主要包括景观资料的收集、景观生态分类和制图、景观生态适宜性分析、景观生态规划与设计、景观生态规划实施和调整等几个阶段,尤其强调研究区景观生态系统完整性和稳定性。本文以生态适宜性分析为基础,从整体上选择适宜哨箐面山和哨箐区块生态适宜性分析的指标,同时哨箐面山作为一个完整的地貌单元,其生态适宜性分析为哨箐区块的景观生态规划提供一定的依据,其分析注重了研究区整体的生态环境效益。
(2)景观生态规划必须综合考虑研究区的特点和生态环境保护的需要,在规划中按照“斑块-廊道-基质”模式,使研究区的绿化节点、生态廊道、基质景观等达到统一和协调的状态,充分利用研究区的自然资源,尽最大可能获得生态环境效益的最大化。本文在哨箐面山和哨箐区块规划时,充分考虑了生态环境保护的要素,在研究区生态适宜性分析的基础上并结合景观生态规划相关理论构建了紧邻昆禄方向的绿色缓冲带、构建地质灾害禁止建设区的绿色生态节点、农田防护生态工程等生态环境保护要素,使研究区景观能够互相连通,有效减少次生灾害和环境污染。
(3)低丘缓坡是丘陵地形的一种小型形式,主要利用坡度小于25°的区域,通常情况其地面崎岖不平,是由连绵不断的低矮山丘组成。因低丘缓坡山地开发利用的土地资源主要坡度在8°~25°,结合云南省地质灾害分布情况,主要分布的是小型滑坡和小型冲沟等地质灾害。利用景观生态学原理对低丘缓坡山地建设开发进行景观生态规划研究,通常情况是对地质灾害点一定范围通过生态措施进行恢复,如植树、植草皮或者构建绿色节点等方式而不进行建设开发,这样能够有效地避免因建设开发引发地质灾害。
(4)景观生态规划最后的一步是景观生态规划实施和调整阶段,主要是将规划的内容落到实地。通过低丘缓坡山地建设开发景观生态规划后,就对研究区的景观规划和布局有一个总体性的认识,在接下来的具体实施阶段能够基于规划进行环境保护措施的设计,如修建蓄水池、建设给排水、污水处理等基础设施,有效地减缓山体的水土流失、减缓开发对山体生态环境的影响。
因此,以景观生态学原理为指导,对低丘缓坡山地建设开发生态适宜性进行详细的分析,按照“斑块-廊道-基质”和“集聚间有间析”的模式,综合考虑研究区自然资源、土地利用现状等特点对低丘缓坡山地建设开发进行景观生态规划,能够有效地减缓山体地质灾害和次生灾害的发生,有利于减小建设开发对山体生态环境的影响。
6 结 论
富民县哨箐区块是云南省低丘缓坡开发的典型区域,整个区块位于完整山体的一部分,在建设开发中不仅要考虑到开发区块的生态适宜性,更要关注建设开发对于整个山体的影响,以寻求一个可持续发展的模式。本研究以ArcGIS9. 3为支撑,充分考虑生态环境的重要性,遵循“生态优先”的原则,将基本农田、地质灾害等区域划为禁建区,利用ArcGIS9. 3空间分析模型,对哨箐区块和哨箐面山进行生态适宜性叠加分析,划分出不同的生态适宜区,在此基础上对哨箐面山进行景观生态分析和景观生态规划,并依据哨箐区块生态适宜性评价结果和哨箐面山景观生态规划情况对哨箐区块进行具体的景观生态规划。文中单因子生态适宜性等级的划分以及指标权重的确定都是需要进一步考虑的问题,以期找到更加合理的评价方法。
本文通过研究景观生态学原理、景观生态规划的一般步骤和方法,对哨箐面山和哨箐区块景观格局现状进行分析,选取生态适宜性评价指标对研究区进行分析,在此基础上对哨箐面山和哨箐区块进行景观生态规划。但本文对低丘缓坡山地建设开发景观生态规划的研究不够全面,仍有很多方面需要进一步研究:
(1)在研究中采用不同时期的高分辨率遥感影像图,从不同的尺度和不同的时段方面对研究区域景观格局动态演变过程进行分析,形成研究成果。
(2)景观生态学是一门涉及面非常广泛的综合学科,由于本人知识尚浅,对景观生态学和景观生态规划的理解还不够深入和透彻,本文在研究中仅浅显地运用了其中的理论和原理指导哨箐面山和哨箐区块的景观生态规划,还有部分内容笔者是直接借鉴了前人的研究成果,以此对低丘缓坡山地建设开发景观生态规划提出了一些粗浅的方法,低丘缓坡山地建设开发景观生态规划的内容有待进一步的深入和充实。
(3)低丘缓坡山地建设开发和景观生态学的结合还处于初步探索研究阶段,有许多细节性的问题有待深入:如何选取生态适宜性评价指标,指标的选择需要从实际的工作、研究区域具体的生态环境等方面做进一步的思考;如何使选取的指标权重更加科学化和合理化,除了采用常用的专家打分法、层次分析法以及本文所使用的成对明智比较法和专家打分法的结合外,是否可以考虑将客观打分法和主观打分法进一步的结合,找到更加合理的指标权重确定的方法;如何全面准确地对低丘缓坡山地资源进行景观生态规划,目前国内对此研究还处于空白阶段,有待进一步的探讨和研究。
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